Принцип построения систем аварийной защиты

1.Определение САО. Под САО понимают технические средства для быстрого прекращения цепной реакции в случае ядерной аварии, т.е. нарушения герметичности оболочки твэлов.

2.Источником ядерной опасности являются Радиоактивные Продукты Распада (РПР), которые накапливаются в твэлах при работе ЯР в нормальных условиях эксплуатации. За год в ЯР мощностью 1000 МВт накапливается 10¹³ кюри РПР. При Чернобыльской аварии из них выделилась в окружающее пространство10⁸ кюри и 1,5 млн. человек населения России переобучилось, из которых 200 тыс.человек умерло от рака.

3.Таким образом, ядерная авария – любое нарушение герметичности оболочек твэл и она требует быстрой остановки ЯР.

4.Причин таких нарушений много, но главным является избыток тепла в твэлах над его отводом теплоносителем. Значения технологических параметров, при которых нарушается этот баланс являются уставками для срабатывания САО.

5.Технические средства САО разнообразны и они зависят от типа ЯР и поколения энергоблока, однако принципы их построения должны подчиняться международным нормам, на которых мы и остановимся.

Сначала определим место САО в международной классификации СКУЗ.

Для СКУЗ АЭС третьего и четвертого поколений принято все системы на энергоблоке делить на 2 группы по отношению их влияния на ядерную опасность: 1)Системы, Важные для ядерной Безопасности (СВБ) и 2) Системы, не Влияющие на ядерную Безопасность (СНВБ).

СУЗ ЯР относится к СВБ и к ней предъявляются повышенные требования к надёжности всех технических средств.

Однако СУЗ ЯР по условиям эксплуатации (нормальные и аварийные) делится на две автономные системы:

1)Системы Нормальной Эксплуатации (СНЭ) для управления тепловой мощностью ЯР без нарушений (автоматическим регулятором) и путем автоматического снижения мощности ЯР Предупредительной Защитой (ПЗ) при отказах ГЦН и Турбопитательных насосов и 2) Системы Безопасности (СБ), которые содержат Систему Аварийной Остановки (САО),Систему Аварийного Охлаждения ЯР (САОХР), Систему Аварийного питания СБ повышенной надёжности и другие. Связь этих систем показана ниже.

Структура всех САО (кроме РБМК) должна

иметь две параллельно и независимо работающих аварийных защит:

1)Быстродействующую АЗ (БАЗ) путем ввода стержней и Дополнительную АЗ (ДАЗ), которая должна работать на другом физическом принципе (жидкостном или газовом), как показано ниже.

Современные принципы построения САО четвертого поколения и предъявляемые к ним требования.

1.Вероятность аварии за счёт отказа САО не должна превышать 10^-6, а вероятность ложного срабатывания САО должна быть менее 10^-2.

2.Должен быть обеспечен принцип многобарьерного обеспечения безопасности с помощью аппаратуры СКУЗ (предупреждения, ослабления и защиты от аварии).

3.При проектировании САО должны быть количественно подтверждены вероятности аварийно-опасных и аварийно-безопасных отказов.

4. Необходимо обеспечить отказоустойчивость и помехоустойчивость САО при отказе или появлении помех в одном из каналов системы.

5.Влияние отказов по общей причине (например, общего источника питания) должно быть сведено к минимуму.

6.Должен быть обеспечен автоматический контроль исправности одиночных каналов и сигнализация оператору о наличии такого отказа.

7.Желательно предусмотреть автоматическое восстановление неисправного канала с изменением функции логического фильтра.

8.Наряду с основной САО желательно предусмотреть Дополнительную Аварийную Защиту (ДАЗ), построенную на других физических принципах.

9.Необходимо предусмотреть защиту от ошибок оператора при задании уставок срабатывания САО и регуляторов реактора.

10.Необходимо предусмотреть регистрацию времени и причины срабатывания САО.Б

<13>